Для чего используют платину
Что такое платина, свойства драгоценного металла и его применение
«Плохое серебро» или «серебришко» — такое название получила платина, когда с ней впервые столкнулись европейцы. Недооцененная тогда, а в дальнейшем ставшая «королевой» среди благородных металлов, она и по сей день находится во главенстве ювелирного мира украшений. Так что же из себя представляет этот необычный и редкий сплав? Каковы свойства платины, ее состав, история и чем этот металл отличается от других?
Что такое платина и как она выглядит
Платина — это драгоценный металл серебристо-белого цвета, который является одним из самых дорогих и редких на планете. Такое название она получила благодаря испанским конкистадорам, которые считали ее грязным металлом. Золото, найденное в сплаве вместе с платиной, считалось гнилым, потому что его невозможно было очистить от «серебришка».
Необработанная платина
Долгое время платина стоила вдвое дешевле серебра. Испанская корона запретила ввозить ее в страну, а найденные самородки повелевала собирать и топить на глубине рек и морей, чтобы избежать подделки серебряных монет. Самое интересное, что позже Испания отменила этот запрет, потому что сама стала фальсифицировать золото и серебро с помощью платины.
В это же время сталкиваются с «плохим серебром» алхимики, считавшие до этого самым тяжелым металлом золото. Из-за своей плотности платина была намного тяжелее, поэтому «искатели философского камня» наделили ее адскими чертами. Позже во Франции именно из платины был изготовлен эталон метра, а затем и эталон килограмма.
В России с платиной впервые столкнулись на Урале, назвав вначале ее «белым золотом». Запасы «нового сибирского металла» были столь велики, что Россия заняла первое место по добыче в мире. Самый крупный самородок был назван «Уральским гигантом» с массой около восьми килограмм, который по сей день хранится в Алмазном фонде.
Какие украшения изготавливают из платины
Платина — это самый износостойкий металл с антикоррозийными свойствами, олицетворяющий собой символ твердости и надежности. Представьте себе обручальные или помолвочные кольца из платины — неподвластные времени, как и самая сильная любовь.
фото украшений из платины
Большим недостатком украшений из этого сплава будет дороговизна, если сопоставить аналогичные изделия из белого золота и платины, то второе будет дороже примерно в три раза. Неслучайно приведено сравнение между этими двумя металлами, так как они внешне очень похожи. Именно спрос на белое золото породил такую популярность платины.
Отдельно стоит упомянуть о сочетании платины с бриллиантами. Только такая оправа из серо-белого цвета способна подчеркнуть глубину и прозрачность камней. Недаром ведь до того, как приобрели известность платина и белое золото, бриллианты крепили именно в серебро. А учитывая такую естественную твердость платины, вы будете всегда знать, что «камешки» всегда хорошо закреплены в кольце. Такое украшение способно подчеркнуть высокий уровень благосостояния и уверенности в себе.
Слиток платины
Ювелирная отрасль не основная для этого благородного металла. В медицине из платины делают электроды для больных стенокардией, используют в зубоврачебном деле, при лечении онкозаболеваний. С ее помощью делают также зеркала для лазерной техники, изготавливают стабильные и долговечные электрические контакты.
Как отличить платину от других металлов
Белое золото отличается от платины тем, что платина — естественно белый металл, в то время как золото становится белым путем различных примесей к желтому сплаву серебра/никеля/палладия. Причем не так давно были открыты аллергические свойства никеля, поэтому его активно заменяют палладием. Золото достаточно часто покрывают родием для большей «серебристости» оттенка, который со временем тускнеет при ношении изделия.
Платина всегда будет «чище» других сплавов, обладая высокой 950 пробой, а это значит, что примесей других металлов практически нет, что снижает возникновение аллергических реакций до минимума. Достаточно редко встречаются пробы 850 и 900, изделия при этом получаются более тусклыми. Золото же изготавливается с пробой 500, 585 и в лучшем случае — 750.
Кольца из платины 950 пробы
Украшение из белого золота будет легче на десять процентов аналогичного из платины. Золото — очень мягкий металл, а платина — один из самых твёрдых сплавов, поэтому изделия не царапаются и не деформируются со временем.
Отличить платину от серебра ещё проще — последнее мягче даже золота и очень пластично. Более того, платина плотнее практически в два раза.
Исходя из всех достоинств и недостатков, несложно понять, лучше золото или платина? Помимо того, что платиновые украшения будут более долговечны и практичны, это еще и очень хороший способ вложения денег, ведь цена на металл продолжает регулярно расти.
Как определить подлинность платины в домашних условиях
По причине того, что платина очень дорогой металл, количество недобросовестных продавцов в интернете только растет. Покупать украшения лучше всего только в ювелирных магазинах, но даже и здесь можно встретить обман. Как же самостоятельно проверить платину в домашних условиях? Какими способами воспользоваться, чтобы удостовериться в подлинности изделия?
Отличия платины от белого золото
Один из самых простых способов распознать платину — это проверка на вид и на ощупь:
Имеются способы химического анализа подтверждения подлинности:
Если вы все еще не уверены в том, точно ли ваш аксессуар выполнен из платины, то обратитесь за помощью к надежному ювелиру. Специалист выполнит проверку более достоверно и в кратчайший срок.
Промышленное применение платины
Платина сегодня в основном используется как промышленный металл. По некоторым оценкам, сейчас она помогает создавать пятую часть всех производимых объектов. Хотя эти утверждения недоказуемы, они подчеркивают ключевую роль платины практически во всех аспектах современной жизни.
Платина, впервые выделенная в качестве отдельного элемента европейскими учеными в середине XVIII века, отличалась от всех других известных металлов своей твердостью, высокой температурой плавления и устойчивостью к коррозии или химическим реакциям. Сегодня эти особенности делают платину бесценной для огромного ряда промышленных процессов и продуктов, от удобрений до стекловолокна, противораковых лекарств и термопар в печах.
На графике ниже видно, как изменилось и расширилось промышленное применение платины с 1980 года. Использованные данные отслеживают спрос каждый год (в метрических тоннах) по сравнению со среднегодовой ценой на платину в долларах США.
За исключением автокатализаторов, спрос в каждой из перечисленных здесь категорий промышленного использования в 2019 году превысил средний показатель за предыдущие пять лет. Но кризис Covid, начавшийся в марте 2020 года, подавил экономическую активность во всем мире, в результате чего спрос на платину в автокатализаторах упал до самого низкого уровня с середины 1980-х годов и ударил почти по всем другим источникам промышленного спроса, кроме электрики и электроники.
Теперь, согласно прогнозам компании Johnson Matthey, в 2021 году спрос на промышленную платину вырастет во всех секторах, при этом спрос на автокатализаторы поднимется на 40% в годовом исчислении. Применение в секторе электричества и электроники, за вычетом потоков вторичной переработки, достигнет максимума с 2007 года, в то время как производство стекла будет соответствовать рекордному спросу 2011 года. Самое захватывающее то, что растущая «водородная экономика» требует все большего количества платины, чтобы способствовать производству экологически чистой электроэнергии.
Как каждый из этих секторов промышленности использует платину?
Автокатализаторы
В настоящее время наиболее интенсивное использование платины происходит в автомобильном секторе, где этот драгметалл применяется для снижения вредных выбросов, в первую очередь из дизельных двигателей. Очень тонкое покрытие из платины, нанесенное в выхлопную систему грузовика или легкового автомобиля, ускоряет реакцию кислорода как со смертельным оксидом углерода (CO), так и с углеводородами (так называемыми «парниковыми газами»), превращая их в менее вредный диоксид углерода (CO2) и воду, а также уменьшая выход частиц серы.
Химическая промышленность
Платина, действуя как катализатор для увеличения скорости и эффективности химических реакций, играет важную роль в производстве многих основных промышленных, сельскохозяйственных и бытовых химикатов. Азотная кислота возглавляет список — азотные удобрения жизненно важны для сельского хозяйства, а также взрывчатые вещества (Соединенные Штаты запретили невоенное использование платины в обеих мировых войнах), затем следуют нейлон, полиуретан и множество других пластмасс.
По словам специалистов Johnson Matthey, наибольший спрос на платину в химической промышленности связан с созданием специальных силиконов. Соединения платины используются во всем: от герметиков до изоляции электрических проводов, смазок и кухонной утвари.
Электрическое и электронное применение
Революция в области хранения цифровых данных в конце XX века стала возможной благодаря платине, нанесенной на пластины, используемые в жестких дисках. Пик спроса пришелся на 2000 год, когда производители технологий начали «экономить», что совпало с замедлением поставок новых жестких дисков. Эта тенденция теперь изменилась благодаря возросшему использованию домашних компьютеров на фоне пандемии и, особенно, буму облачных вычислений, необходимых для обслуживания работы из дома, видеоконференцсвязи и интернет-магазинов.
Производство стекла
Для подачи расплавленного стекла требуются инструменты, которые могут выдерживать температуру 1700°C, а также способны избегать коррозии или реакции с силикатами и другими используемыми материалами. Это делает платину уникально идеальной. Стекловолокно, например, получают путем протягивания стекла через специальное платиновое сито.
Нефтепереработка
В нефтеперерабатывающей промышленности платина используется уже больше четырех десятков лет. Драгметалл применяют в качестве катализатора для «крекинга» низкосортного топлива в более эффективные формы, включая бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей.
Медицина и биомедицина
В стентах, катетерах, проводниках, нейромодуляторах, дефибрилляторах и всех кардиостимуляторах используются компоненты из платины, потому что, как и золото, она не вступает в реакцию с химическими веществами в тканях человека, но изнашивается намного дольше, чем золотой драгметалл. Противораковый потенциал платины был впервые обнаружен в начале 1960-х годов, а в следующем десятилетии началось коммерческое производство препаратов цисплатина. Кроме того, исследования новых методов лечения продолжаются и сегодня.
Другое промышленное применение
Устойчивость платины как к коррозии, так и к очень высоким температурам делает ее идеальной для огромного ряда промышленных датчиков, от термопар в печах до систем контроля выхлопных газов и детекторов окиси углерода в домах и офисах, а также высокотехнологичного лабораторного оборудования. Покрытия на основе платины защищают лопасти реактивных двигателей (где температура достигает 2000°С), она находится на наконечнике высокоэффективных свечей зажигания, а также применяется в технологии топливных элементов, быстрорастущей альтернативе бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Водород смешивается с кислородом и проходит над платиновым катализатором, ускоряя их химическую реакцию и производя чистую воду и электричество.
Как и где применяется драгоценный металл платина?
Наверное, первой ассоциацией со словом «платина» будет что-то вроде платинового обручального кольца, или любого дорогого ювелирного украшения с бриллиантом. В крайнем случае, платиновая памятная монета, или инвестиционный вклад. Однако, в реальной жизни ситуация отличается. Так, платина является одним из тех драгоценных металлов, чье применение в промышленности более распространено, чем использование для ювелирных целей.
По данным USGS за 2012 год
Платиновые автомобильные катализаторы
Как видно из диаграммы выше, основной областью применения платины в настоящее время являются автомобильные катализаторы. Благодаря своим уникальным каталитическим свойствам, платина (а также палладий и родий) используются для очистки выхлопных газов автомобилей от вредных веществ.
Катализатор представляет собой цилиндр с круглым или эллиптическим сечением, внутри которого расположены металлические или керамические соты, покрытые раствором химических веществ и металлов платиновой группы. Сотовая структура применяется для увеличения площади контакта выхлопных газов с реакционной поверхностью. Катализатор установлен внутри контейнера из нержавеющей стали – весь этот узел называется автомобильным катализатором, и устанавливается на автомобиле между двигателем и глушителем.
Выхлопные газы автомобилей содержат значительное число вредных соединений, которые могут быть превращены катализатором в относительно безопасные. Основными загрязняющими веществами выхлопных газов являются:
— угарный газ (СО), который является ядовитым газом
— оксиды азота (NOx), которые вносят вклад в образование кислотных дождей, разрушают озон, образуют смог и вызывают проблемы с дыханием
— углеводороды (HC), которые образуют смог и имеют неприятный запах
— частицы, несущие в себе канцерогенные соединения.
Автомобильные катализаторы превращают более 90% вредных соединений выхлопов бензиновых двигателей в безопасные углекислый газ (CO2), азот (N2) и водяной пар (H2O). Также, автокатализаторы преобразуют более 90% выбросов дизельных двигателей в виде угарного газа, углеводородов и твердых частиц в углекислый газ и водяной пар.
Очевидно, что применение платины и металлов платиновой группы как компонента автомобильных катализаторов в ближайшем будущем будет только возрастать, поскольку нормы выбросов загрязняющих веществ продолжают ужесточаться.
Ювелирные изделия из платины
В большинстве стран, где изготавливаются ювелирные изделия, применяются сплавы платины с содержанием чистого металла не менее 85%. Другие металлы платиновой группы – палладий, рутений и иридий, а также медь и кобальт, добавляются в платину для улучшения ее обрабатываемости и износостойкости.
Основным преимуществом платины как ювелирного материала является ее прочность, а также устойчивость блеска и цвета. Она может многократно нагреваться и охлаждаться, не теряя своих свойств и не проявляя признаков окисления. Даже самые тонкие участки изделия из платины при этом не меняют своего размера, что позволяет дизайнерам надежно закреплять бриллианты или другие камни. Это дает ювелирам значительную творческую свободу, подчас недоступную с другими материалами.
Пожалуй, наилучшим примером виртуозной техники использования свойств платины являются изделия, где драгоценные камни удерживаются на месте только силой напряжения кольца.
Ювелирная история платины не так велика
Применять платину для изготовления украшений примерно 2000 лет назад начали индейские цивилизации Южной Америки, используя найденные в руслах рек самородки. Однако, на остальных континентах о платине долго не было известно (вернее, ее не замечали, принимая за «неправильное» серебро) и в ювелирном деле ее начали применять относительно недавно.
Современная традиция платиновых ювелирных изделий берет свое начало от европейских придворных ювелиров 18 века и развивается в работах выдающихся ювелиров эпохи эдвардианства и ар-деко, таких как Cartier и Tiffany. После Европы в 20-х годах 20 века бум ювелирных изделий пришел и в США. Но с началом Великой депрессии, а затем и Второй Мировой войны, когда платина стала контролируемым для военных нужд материалом, интерес ювелиров к ней угас.
Спрос на платину начал возрождаться в Японии в 1960-х годах. Платина получила особый статус в Японии, сочетая высокую чистоту, престиж и ценность с традиционной японской скромностью и целомудрием, которые обозначаются в Японии белым цветом – цветом платины. Япония быстро стала основным мировым рынком платиновых ювелирных украшений.
В Европе возрождение платины началось с Германии в 1970-х годах, где ювелиры придали изделиям из платины самобытность, используя абсолютно новый дизайн и применяя глянцевую полировку. Спрос на платиновые изделия начал расти в Италии в 1980-х годах и в Швейцарии, США и Великобритании в 1990-х годах. К 1995 году значительно вырос спрос на платину в Китае, особенно среди молодых городских женщин, которым подошел новый современный стиль платиновых ювелирных украшений. В настоящее время Китай потребляет до 70% всей платины, используемой для изготовления ювелирных изделий, а также является самым крупным рынком платиновых украшений. Также, в последнее десятилетие значительно вырос интерес к платине на рынке Индии, которая имеет значительный потенциал для роста.
Инвестиции в платину
Платина и палладий это материальные активы, которые обладают особым комплексом физических и химических свойств — они неподвластны влиянию времени. Так же как золото и серебро, платина и палладий принимаются как универсальное средство обмена благодаря международной стандартизации их формы и чистоты. Платину можно покупать как физический материал (слитки, монеты), так и в обезличенном виде – специальные металлические счета в банках. Также набирают популярность различные биржевые инструменты (ETF-фонды), привязанные к котировкам платины на рынке.
В 2012 году для инвестиционных целей во всем мире было приобретено более 14 тонн платины и такое же количество палладия.
Платина в химической и нефтеперерабатывающей промышленности
Металлы платиновой группы используются в химической промышленности в качестве катализаторов для повышения эффективности реакций.
Платина широко используется в качестве катализатора при производстве азотной кислоты, которая является исходным материалом для производства азотных удобрений и других веществ.
Также, платиновые катализаторы используются при производстве различных силиконов. Добавление платины к силиконовой смеси катализирует «сшивание» структур силиконов, позволяя получать материал с заданными свойствами. Силикон является очень прочным материалом с отличной устойчивостью к химической коррозии, нагреванию и перепадам температур. Силиконы также очень гибкие, водонепроницаемые и электроизоляционные материалы. Спектр их применения чрезвычайно широк – от деталей двигателей самолетов до медицинских и косметических материалов. Очевидно, что в будущем силиконы будут применяться все шире, и, соответственно, спрос на платину в этой области промышленности будет возрастать.
Платиновые катализаторы используются на нефтеперерабатывающих заводах для производства бензина и нефтехимического сырья, которое являются основой для производства пластмасс, синтетического каучука и полиэфирных волокон. Нефть, поступающая на нефтеперерабатывающие заводы, представляет собой смесь углеводородов, которые относятся к тяжелой и легкой фракции. Соотношение фракций зависит от региона добычи, но тяжелых фракций в целом больше, тогда как для получения бензина и качественного сырья для дальнейшей переработки используется легкая фракция. Поэтому одной из главных задач заводов является преобразование тяжелых фракций в легкие. Это достигается путем сложного многоступенчатого процесса перегонки нефти.
Платина участвует в таких этапах перегонки как риформинг и изомеризация, в результате которых получаются высокооктановые компоненты для бензина. Для риформинга и изомеризации используются катализаторы в виде шариков или гранул из оксида алюминия, покрытых платиной. При этом вес чистой платины составляет не более 0,6% от веса катализатора. На большинстве современных заводов для повышения производительности платину используют совместно с оловом или рением. Платина является ключом к переработке нефти, без нее этот процесс был бы малоэффективен.
В начале, переработка нефти была одной из главных областей промышленного потребления платины. Но совершенствование технологий и самих катализаторов привели к тому, что платины расходуется все меньше, несмотря на растущее число нефтеперерабатывающих мощностей. Объем потребления платины для этой области промышленности не испытывает резких изменений.
Прочие отрасли применения платины
Платиновое оборудование для изготовления стекла
Оборудование из платины используется в производстве различных типов стекла, поскольку оно выдерживает температуру, используемую при изготовлении стекол (до 1700 °С) и абразивное воздействие расплавленного стекла. Платиновое оборудование не реагирует с расплавленным стеклом, не окисляется и не деформируется при высоких температурах.
Платина в медицине
В определенных химических формах, платина может ингибировать разделение живых клеток. Это свойство используется в медицинских препаратах, которые помогают лечить рак – карбоплатин, цисплатин, оксалиплатин.
Инертность платины к любым соединениям, ее электропроводимость и неаллергенность позволяют активно использовать ее в биомедицине как компонент электростимуляторов, катетеров и другого медицинского оборудования.
Платиновые датчики и свечи зажигания
Платина входит в состав датчиков, применяемых в различных отраслях. Наиболее широко известен датчик кислорода или «лямбда», обеспечивающий правильные пропорции смешивания воздуха и топлива в цилиндрах двигателей автомобилей. Также платина используется в автомобильных датчиках массового расхода воздуха, системах управления климатом и подушками безопасности.
Кроме того, в автомобильных и авиационных двигателях применяются свечи зажигания, электроды которых покрыты платиной и иридием для увеличения срока эксплуатации свечи.
Топливные элементы — будущее платины
В перспективе, потребление платины может возрасти при начале массового производства топливных элементов, где она является частью важнейшего компонента — мембраны. Топливные элементы являются потенциальной альтернативой двигателям внутреннего сгорания, обладая более высоким КПД и полным отсутствием вредных выбросов.
Платина в авиастроении
Платина применяется для покрытия лопаток турбин в газовых (реактивных) двигателях, для повышения их долговечности в условиях агрессивной газовой среды.
Платиновая лабораторная посуда
Благодаря жаропрочности и химической стойкости платины, в лабораториях для особо точных и требовательных к чистоте измерений используется платиновая посуда.
Где и как используется платина?
«Вещество из Гондураса, которое нельзя расплавить»
Принято считать, что открытие такого драгметалла как платина – это заслуга конкистадоров. В 1557 году в книге «Экзотерические упражнения в 15 книгах» Скалигер рассказывает о некоем веществе Гондураса, которое нельзя расплавить. Скорее всего, здесь речь именно о платине, известной во всем мире своей стойкостью к высоким температурам.
Слово «платина» происходит от испанского слова plata, что в переводе «маленькое серебро», «серебришко». Пренебрежительное название, согласитесь? Дело в том, что в 16 веке платина не ценилась. Из-за тугоплавкости металла ей долгое время не находили применения. В 1735 году испанский король даже издал указ на запрет ввоза платины в Испанию. Платину отделяли от золота и топили в реке Рио-дель-Пинто. После этого речку даже переименовали в Платино-дель-Пинто. В итоге утопили более 40 тонн драгоценного металла.
Через 40 лет власти отменили этот указ и платину завезли в Мадрид. Правда цель использования вновь была весьма сомнительной. С помощью платины решили фальсифицировать золотые и серебряные монеты. В это время драгметалл стали изучать и алхимики. Но свойств платины они опять же не оценили, посчитали этот металл непригодным и даже наделили его «адскими чертами».
Сколько стоит платина?
Сегодня платина считается одним из самых дорогих и востребованных драгоценных металлов! По цене она уступает только золоту, палладию и родию. К слову, стоимость определяется запасами металлов в недрах Земли: так на 1 кг золота приходится только 30 г платины. Даже стыдно вспомнить, что когда-то этот металл топили в море тоннами.
Сфера его применения сегодня очень большая. И на данный момент мы не производим столько этого драгметалла, сколько используем.
Вот только несколько примеров:
— производство автомобилей. В первую очередь, здесь этот драгоценный металл требуется для производства катализаторов. В развитых странах на эту сферу приходится до 90 тонн потребления платины в год.
— нефтегазовая промышленность. Высокооктановый бензин, к примеру, получается при использовании платины. На отрасль необходимо примерно – 6-7 тонн металла в год;
— электротехника. Из сплавов платины производят миниатюрные магниты, специальные зеркала для лазеров. 6-8 тонн металла в год уходит на эту отрасль.
— химическая промышленность. Платина используется при изготовлении перегонных реторт для производства плавиковой кислоты. Из нее делаются электроды для получения ряда веществ, таких, например, как перекись водорода. В общей сложности химическая промышленность расходует около 10 тонн платины в год. 
Кроме того, платину используют в стекольной промышленности (до 10 тонн в год) и в медицине (около 8 тонн). Ну и конечно, платина — звезда ювелирной промышленности. Причем раньше украшения из платины любили японцы, теперь наибольшей популярностью они пользуются в Китае.
Платина — биржевой товар: ее можно купить на London Metal Exchange (LME, Лондонская биржа металлов) и New York Stock Exchange (NYSE, Нью-Йоркская фондовая биржа). Но прежде чем, бежать и скупать платину, помните: цена на платину зависит от экономики, ведь во времена кризисов сокращается производство автомобилей и продажи предметов роскоши.